CN114017150B - 燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法 - Google Patents

燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114017150B
CN114017150B CN202111308355.3A CN202111308355A CN114017150B CN 114017150 B CN114017150 B CN 114017150B CN 202111308355 A CN202111308355 A CN 202111308355A CN 114017150 B CN114017150 B CN 114017150B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circulating pump
pump
circulating
condenser
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111308355.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114017150A (zh
Inventor
王明坤
吴建国
于信波
徐明军
房高超
孙广庆
杨春
王少君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Huaneng Weihai Power Generation Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Huaneng Weihai Power Generation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd, Huaneng Weihai Power Generation Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN202111308355.3A priority Critical patent/CN114017150B/zh
Publication of CN114017150A publication Critical patent/CN114017150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114017150B publication Critical patent/CN114017150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种燃气‑蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统，对于两台联合循环机组配置有两台变频循泵和两台工频循泵，开发两机四泵综合调度控制技术，有效克服了全部采用变频循泵成本较高问题，同时利用联络门互通扩大循泵调配的组合方式，提升多循泵调控的灵活性，有效融合了“不连续调节”工频循泵和“连续调节”变频循泵的能力。同时，通过变频循泵参数的自动控制，避免人工经验设定参数较为盲目的控制难点，有效提升电厂的自动化水平，并通过微增功率和循泵耗功的综合评估，获得最优运行工况，从而实现节能减排的目标。

Description

燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法
技术领域
本发明属于燃气-蒸汽联合循环机组自动控制领域，具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法。
背景技术
目前，我国能源发展已进入转型期，进一步提高化石能源电站的能源利用效率是亟需解决的问题。同时，随着新能源的大规模并网，化石能源电站的发电小时数进一步下降并长期处于低负荷运行状态，这就会导致电站长期处于偏离设计工况运行，造成发电单位能耗、污染物排放以及辅控设备用电量等均大幅增加，不利于能源清洁高效发展。
另一方面，发电机组中冷端系统较为庞大，同时其耗电量占了厂用电量相当大的比重。以燃气-蒸汽联合循环机组为例，对于多台循泵配置的循环水系统而言，根据负荷、循环水温度的变化实时调整循泵的启停、频率设定，从而达到降低厂用电量的目的，是电站节能降耗的有效途径。
现有燃气-蒸汽联合循环机组冷端系统优化技术的不足：
1、燃气-蒸汽联合循环机组多采用两台循泵配置，多采用高低双转速泵，可以通过循泵的启停和高低转速的切换来匹配季节性的变化，但是对于用电负荷的变化、循环水温度的变化无法做到连续、实时的调整。同时，在深度调峰的背景下，火电机组长期低负荷运行，高低转速循泵的启停和切换将无法满足调峰需求。
2、现有冷端优化技术多结合部分试验结果，通过离线仿真或总结获得指导表格或曲线，运行人员通过输入变量查询来实现冷端优化，然而人工查询往往存在运行人员劳动强度大以及查询较慢等缺陷。另一方面，实际运行工况与试验工况之间存在偏差、管道结垢、换热特性发生偏移等因素，造成设备运行曲线发生偏移，使得冷端优化精度不足。
3、部分机组采用变频循泵配置，变频器成本相对较高，但具备根据机组运行工况连续调节的能力，使得机组可以达到节能减排的目标。但目前变频参数设置多依赖人工经验，设定参数较为盲目，不能达到较好的调控效果，缺乏自动调节手段实现变频循泵的自动控制。
4、对于具有两台燃气-蒸汽联合循环机组的燃气电厂，每台机组会配置有两台循泵，即循环水系统包含四台循泵，并且两台机组的循环水系统可通过联络门进行互通，使得两台机组循泵运行的组合方式的可能性增多。但目前为了方便运行人员操作，不同机组间循环水管路仍独立运行，采用一机两泵的配置运行，降低了机组冷端系统运行的灵活性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述冷端优化技术的不足，提供了一种燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法，本发明针对两台燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象，每台机组配置有一台工频和一台变频循泵，通过循环水系统之间的联络门来实现四台循泵的综合调度，多台循泵具有多种搭配的可能性，可以依据当前机组出力、循环水温度、凝汽器背压等实时数据，完成循泵最优运行组合的自动切换或建议指导，并针对当前运行组合方式下的循泵变频设定进行实时闭环控制，解决了人工经验调节的盲目性、查询表格等使用不便等难题，根据当前机组运行状态和关键参数实现了冷端设备特性曲线自适应修正，提高了电厂的自动控制水平，降低了厂用电率，提高机组整体经济效率，达到了减碳、降耗的目的。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统，#1燃机1和#1给水泵2分别与#1余热锅炉3相连，#1余热锅炉3与#1汽轮机4相连，#1汽轮机4与#1凝汽器5相连，#1凝汽器5与#1给水泵2、#1真空泵6相连；#2燃机7和#2给水泵8分别与 #2余热锅炉9相连，#2余热锅炉9与#2汽轮机10相连，#2汽轮机10与#2凝汽器11相连，#2凝汽器11与#2给水泵8、真空泵12相连；#1凝汽器5、#2凝汽器11与冷却塔 13相连，冷却塔13分别与1号变频循泵入口电动阀14、2号工频循泵入口电动阀17、 3号变频循泵入口电动阀20、4号工频循泵入口电动阀23相连；1号变频循泵入口电动阀14与1号变频循泵15相连，随后与1号变频循泵出口电动阀16相连；2号工频循泵入口电动阀17与2号工频循泵18相连，随后与2号工频循泵出口电动阀19相连；3号变频循泵入口电动阀20与3号变频循泵21相连，随后与3号变频循泵出口电动阀22相连；4号工频循泵入口电动阀23与4号工频循泵24相连，随后与4号工频循泵出口电动阀25相连；1号变频循泵出口电动阀16、2号循泵出口电动阀19、 #1凝汽器循环水入口电动阀27与循环水母管联络电动阀门26相连，随后与3号变频循泵出口电动阀22、4号工频循泵出口电动阀25、#2凝汽器循环水入口电动阀 28相连；#1凝汽器循环水入口电动阀27与#1凝汽器5相连，#2凝汽器循环水入口电动阀28与#2凝汽器11相连；
#1燃机1、#1汽轮机4、#2燃机7、#2汽轮机10分别与机组出力读入模块29输入端相连，随后机组出力读入模块29输出端分别与微增功率计算模块30、背压计算模块31的输入端相连；#1凝汽器真空度测量器32、#2凝汽器真空度测量器33、 #1凝汽器进口循环水温度传感器34、#1凝汽器出口循环水温度传感器35、#2凝汽器进口循环水温度传感器36、#2凝汽器出口循环水温度传感器37、循泵特性计算模块38分别与背压计算模块31输入端相连，随后背压计算模块31输出端与微增功率计算模块30输入端相连；1号变频循泵15、2号工频循泵18、3号变频循泵21、4 号工频循泵24与循泵特性计算模块38输入端相连；微增功率计算模块30、循泵特性计算模块38的输出端与最优工况控制模块39输入端相连，随后最优工况控制模块39输出端分别与1号变频循泵15、2号工频循泵18、3号变频循泵21、4号工频循泵24相连。
燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法为：
#1燃机1燃烧作功后的高温烟气送入#1余热锅炉3，将#1给水泵2的高压给水加热至高温高压蒸汽，从而送入#1汽轮机4中作功，随后通过#1凝汽器5将汽轮机排汽冷凝成水，冷凝水经过#1给水泵2增压送入#1余热锅炉3进行换热，#1真空泵 6抽出#1凝汽器5内的空气和不凝结气体保证汽轮机效率；#2燃机7燃烧作功后的高温烟气送入#2余热锅炉9，将#2给水泵8的高压给水加热至高温高压蒸汽，从而送入#2汽轮机10中作功，随后通过#2凝汽器11将汽轮机排汽冷凝成水，冷凝水经过#2给水泵8增压送入#2余热锅炉9进行换热，#2真空泵12抽出#2凝汽器11内的空气和不凝结气体保证汽轮机效率；1号变频循泵15、2号工频循泵18将冷却塔13冷却后的循环水增压，分别流经1号变频循泵入口电动阀14和1号变频循泵出口电动阀16、2号工频循泵入口电动阀17和2号工频循泵出口电动阀19；随后循环水汇总后流经#1凝汽器循环水入口电动阀27，送入#1凝汽器5中冷却汽轮机排汽，随后送入冷却塔13冷却；3号变频循泵21、4号工频循泵24将冷却塔13冷却后的循环水增压，分别流经3号变频循泵入口电动阀20和3号变频循泵出口电动阀22、4号工频循泵入口电动阀23和4号工频循泵出口电动阀25，随后循环水汇总后流经#2凝汽器循环水入口电动阀28，送入#2凝汽器11中冷却汽轮机排汽，随后送入冷却塔 13冷却；#1机组的循环水系统和#2机组的循环水系统通过循环水母管联络电动阀门26的开启或关闭进行连通或断开，从而实现多循泵协调调度控制；
将#1燃机1和#2燃机7的实发燃机出力、#1汽轮机4和#2汽轮机10的实发汽轮机出力送入机组出力读入模块29，将循泵特性计算模块38计算获得的循环水流量、 #1凝汽器真空度测量器32和#2凝汽器真空度测量器33测量的两台机组背压、#1凝汽器进口循环水温度传感器34和#1凝汽器出口循环水温度传感器35测量的#1循环水进出口水温、#2凝汽器进口循环水温度传感器36和#2凝汽器出口循环水温度传感器37测量的#2循环水进出口水温送入到背压计算模块31计算获得计算后的背压；随后将机组出力读入模块29采集的#1、#2机组的燃机出力、汽机出力和背压计算模块31计算后的背压送入微增功率计算模块30计算获得两台机组不同背压、不同机组出力下的微增功率；1号变频循泵15的转速信号和进出口水压信号、 2号工频循泵18启停、3号变频循泵21转速信号和进出口水压信号、4号工频循泵24启停送入循泵特性计算模块38，依据不同循泵组合试验特性曲线插值计算获得不同转速、不同循泵组合下的#1、#2凝汽器循环水流量以及循泵耗功，从而将循泵特性计算模块38计算获得的循环水流量送入背压计算模块31计算，将循泵特性计算模块38计算获得的循泵耗功和微增功率计算模块30计算获得的微增功率送入最优工况控制模块39计算，获得最优的循泵组合方式和变频循泵转速指令，并下发至1号变频循泵15、2号工频循泵18、3号变频循泵21、4号工频循泵24，从而完成多循泵协调调度控制。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
1、本发明针对两台燃气-蒸汽联合循环机组采用两台变频循泵、两台工频循泵配置，通过联络门可以实现两机四泵综合调度控制，有效克服了全部采用变频循泵成本较高问题，同时具备根据机组运行工况连续调节的能力，联络门互通可以扩大循泵调配的组合方式，提升多循泵调控的灵活性。
2、通过多循泵调度控制，依据机组运行工况和循泵耗功状态，实时优化循泵变频参数以及给出循泵启停建议，从而实现节能减排的目标。避免变频参数设置多依赖人工经验及设定参数较为盲目的控制难点，从而达到较好的调控效果。
3、结合循泵组合试验结果，通过实时在线计算，实现当前运行工况下的最优控制，避免了通过离线仿真或总结获得指导表格或曲线，运行人员通过输入变量查询来实现冷端优化，解决了人工查询劳动强度大以及查询较慢等缺陷。同时，实时在线计算，可以对当前运行工况进行修正，避免实际运行工况与试验工况之间存在偏差、管道结垢、换热特性发生偏移等因素。
附图说明
图1为本发明系统组成图。
图中装置与模块代号说明表
1 #1燃机
2 #1给水泵
3 #1余热锅炉
4 #1汽轮机
5 #1凝汽器
6 #1真空泵
7 #2燃机
8 #2给水泵
9 #2余热锅炉
10 #2汽轮机
11 #2凝汽器
12 #2真空泵
13 冷却塔
14 1号变频循泵入口电动阀
15 1号变频循泵
16 1号变频循泵出口电动阀
17 2号工频循泵入口电动阀
18 2号工频循泵
19 2号工频循泵出口电动阀
20 3号变频循泵入口电动阀
21 3号变频循泵
22 3号变频循泵出口电动阀
23 4号工频循泵入口电动阀
24 4号工频循泵
25 4号工频循泵出口电动阀
26 循环水母管联络电动阀门
27 #1凝汽器循环水入口电动阀
28 #2凝汽器循环水入口电动阀
29 机组出力读入模块
30 微增功率计算模块
31 背压计算模块
32 #1凝汽器真空度测量器
33 #2凝汽器真空度测量器
34 #1凝汽器进口循环水温度传感器
35 #1凝汽器出口循环水温度传感器
36 #2凝汽器进口循环水温度传感器
37 #2凝汽器出口循环水温度传感器
38 循泵特性计算模块
39 最优工况控制模块
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统如附图1所示：
#1燃机1和#1给水泵2分别与#1余热锅炉3相连，#1余热锅炉3与#1汽轮机4相连，#1汽轮机4与#1凝汽器5相连，#1凝汽器5与#1给水泵2、#1真空泵6相连；#2 燃机7和#2给水泵8分别与#2余热锅炉9相连，#2余热锅炉9与#2汽轮机10相连，#2 汽轮机10与#2凝汽器11相连，#2凝汽器11与#2给水泵8、真空泵12相连；#1凝汽器5、#2凝汽器11与冷却塔13相连，冷却塔13分别与1号变频循泵入口电动阀14、 2号工频循泵入口电动阀17、3号变频循泵入口电动阀20、4号工频循泵入口电动阀23相连；1号变频循泵入口电动阀14与1号变频循泵15相连，随后与1号变频循泵出口电动阀16相连；2号工频循泵入口电动阀17与2号工频循泵18相连，随后与 2号工频循泵出口电动阀19相连；3号变频循泵入口电动阀20与3号变频循泵21相连，随后与3号变频循泵出口电动阀22相连；4号工频循泵入口电动阀23与4号工频循泵24相连，随后与4号工频循泵出口电动阀25相连；1号变频循泵出口电动阀 16、2号循泵出口电动阀19、#1凝汽器循环水入口电动阀27与循环水母管联络电动阀门26相连，随后与3号变频循泵出口电动阀22、4号工频循泵出口电动阀25、 #2凝汽器循环水入口电动阀28相连；#1凝汽器循环水入口电动阀27与#1凝汽器5 相连，#2凝汽器循环水入口电动阀28与#2凝汽器11相连；
#1燃机1、#1汽轮机4、#2燃机7、#2汽轮机10分别与机组出力读入模块29输入端相连，随后机组出力读入模块29输出端分别与微增功率计算模块30、背压计算模块31的输入端相连；#1凝汽器真空度测量器32、#2凝汽器真空度测量器33、 #1凝汽器进口循环水温度传感器34、#1凝汽器出口循环水温度传感器35、#2凝汽器进口循环水温度传感器36、#2凝汽器出口循环水温度传感器37、循泵特性计算模块38分别与背压计算模块31输入端相连，随后背压计算模块31输出端与微增功率计算模块30输入端相连；1号变频循泵15、2号工频循泵18、3号变频循泵21、4 号工频循泵24与循泵特性计算模块38输入端相连；微增功率计算模块30、循泵特性计算模块38的输出端与最优工况控制模块39输入端相连，随后最优工况控制模块39输出端分别与1号变频循泵15、2号工频循泵18、3号变频循泵21、4号工频循泵24相连。
燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法为：
#1燃机1燃烧作功后的高温烟气送入#1余热锅炉3，将#1给水泵2的高压给水加热至高温高压蒸汽，从而送入#1汽轮机4中作功，随后通过#1凝汽器5将汽轮机排汽冷凝成水，冷凝水经过#1给水泵2增压送入#1余热锅炉3进行换热，#1真空泵 6抽出#1凝汽器5内的空气和不凝结气体保证汽轮机效率；#2燃机7燃烧作功后的高温烟气送入#2余热锅炉9，将#2给水泵8的高压给水加热至高温高压蒸汽，从而送入#2汽轮机10中作功，随后通过#2凝汽器11将汽轮机排汽冷凝成水，冷凝水经过#2给水泵8增压送入#2余热锅炉9进行换热，#2真空泵12抽出#2凝汽器11内的空气和不凝结气体保证汽轮机效率；1号变频循泵15、2号工频循泵18将冷却塔13冷却后的循环水增压，分别流经1号变频循泵入口电动阀14和1号变频循泵出口电动阀16、2号工频循泵入口电动阀17和2号工频循泵出口电动阀19；随后循环水汇总后流经#1凝汽器循环水入口电动阀27，送入#1凝汽器5中冷却汽轮机排汽，随后送入冷却塔13冷却；3号变频循泵21、4号工频循泵24将冷却塔13冷却后的循环水增压，分别流经3号变频循泵入口电动阀20和3号变频循泵出口电动阀22、4号工频循泵入口电动阀23和4号工频循泵出口电动阀25，随后循环水汇总后流经#2凝汽器循环水入口电动阀28，送入#2凝汽器11中冷却汽轮机排汽，随后送入冷却塔 13冷却；#1机组的循环水系统和#2机组的循环水系统通过循环水母管联络电动阀门26的开启或关闭进行连通或断开，从而实现多循泵协调调度控制；
将#1燃机1和#2燃机7的实发燃机出力、#1汽轮机4和#2汽轮机10的实发汽轮机出力送入机组出力读入模块29，将循泵特性计算模块38计算获得的循环水流量、 #1凝汽器真空度测量器32和#2凝汽器真空度测量器33测量的两台机组背压、#1凝汽器进口循环水温度传感器34和#1凝汽器出口循环水温度传感器35测量的#1循环水进出口水温、#2凝汽器进口循环水温度传感器36和#2凝汽器出口循环水温度传感器37测量的#2循环水进出口水温送入到背压计算模块31计算获得计算后的背压；随后将机组出力读入模块29采集的#1、#2机组的燃机出力、汽机出力和背压计算模块31计算后的背压送入微增功率计算模块30计算获得两台机组不同背压、不同机组出力下的微增功率；1号变频循泵15的转速信号和进出口水压信号、 2号工频循泵18启停、3号变频循泵21转速信号和进出口水压信号、4号工频循泵24启停送入循泵特性计算模块38，依据不同循泵组合试验特性曲线插值计算获得不同转速、不同循泵组合下的#1、#2凝汽器循环水流量以及循泵耗功，从而将循泵特性计算模块38计算获得的循环水流量送入背压计算模块31计算，将循泵特性计算模块38计算获得的循泵耗功和微增功率计算模块30计算获得的微增功率送入最优工况控制模块39计算，获得最优的循泵组合方式和变频循泵转速指令，并下发至1号变频循泵15、2号工频循泵18、3号变频循泵21、4号工频循泵24，从而完成多循泵协调调度控制。
以下详细说明相关模块的计算过程：
(1)微增功率计算模块30计算不同背压、不同机组出力下的微增功率：
利用机组不同出力下的微增功率试验获得的实验数据以及制造厂给出的排汽压力对机组出力的修正曲线，获得燃机-蒸汽联合循环不同机组出力工况下微增功率与背压的关系曲线，利用机组燃机出力NGT、汽机出力NT及背压Pk输入，计算出机组微增功率。微增出力与机组出力、背压的关系曲线表达式如下所示：
ΔNT＝f1(NGT,NT,Pk)
式中：ΔNT为机组微增功率/kW；NGT为燃机出力/kW；NT为汽机出力/kW； Pk为背压/kPa。
(2)背压计算模块31计算不同流量下对应的背压：
由实验数据以及制造厂给出的凝汽器特性曲线可以得出当前循环水进口温度、凝汽器热负荷条件下，背压与循环水流量之间的关系，从而可以计算出当前工况下的背压，并根据当前实测背压进行修正曲线，从而计算循环水流量变化时对应的背压：
Pk＝f2(Nn,tin,Q)
式中：Nn为凝汽器热负荷/kW；tin为循环水进口温度/℃；Q为循环水流量 /m3·s-1。
(3)循泵特性计算模块38计算不同转速和循泵运行组合下对应的循泵耗功及循环水流量：
由实验数据以及制造厂给出的循泵特性曲线，获得不同循泵组合模式下的特性曲线，包括转速-流量-扬程三者之间的关系、转速-流量-泵耗功三者之间的关系。依据变频循泵转速及工频循泵特性曲线，结合循泵进出口压力，计算出水泵扬程，从而依据循泵特性曲线获得循环水流量以及循泵耗功。
Figure SMS_1
P1＝ρg(h-Z1)
式中：H为扬程/m；P2为循泵出口压力/Pa；P1为循泵进口压力/Pa；ρ为循泵进、出口水的平均密度/kg·m-3；g为重力加速度(9.81m·s-2)；Z2为循泵出口测量截面标高/m；Z1为循泵进口测量截面标高/m；V2为循泵出口管道流速/m·s-1； V1为循泵进口管道流速/m·s-1；h为冷却塔液位/m；
Qn＝f(H,n)
Wn＝f(Qn,n)
式中：n为当前循泵转速/rpm；H为循泵扬程/m；Qn为当前转速循环水流量 /m3·s-1；Wn为当前转速循泵耗功/kW。
(4)最优工况控制模块39计算，获得最优的循泵组合方式和变频循泵转速指令：
不同循泵组合方式和变频循泵转速下，通过循泵特性计算模块38和微增功率计算模块30可获得循泵耗功和机组微增功率。并通过下式计算获得最优工况：
Best(Mi,n1i,n3i)＝MAX(ΔNTi-Wni)
式中：Best为最优工况；MAX为最大值；Mi为第i个循泵组合模式；n1i为第i个工况下1号变频循泵转速/rpm；n3i为第i个工况下3号变频循泵转速/rpm； Wni为第i个工况下循泵耗功/kW；ΔNTi为第i个工况下机组微增出力/kW。

Claims (6)

1.一种燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统，其特征在于：#1燃机(1)和#1给水泵(2)分别与#1余热锅炉(3)相连，#1余热锅炉(3与#1汽轮机(4)相连，#1汽轮机(4)与#1凝汽器(5)相连，#1凝汽器(5)与#1给水泵2、#1真空泵(6)相连；#2燃机(7)和#2给水泵(8)分别与#2余热锅炉(9)相连，#2余热锅炉(9)与#2汽轮机(10)相连，#2汽轮机(10)与#2凝汽器(11)相连，#2凝汽器(11)与#2给水泵(8)、真空泵(12)相连；#1凝汽器(5)、#2凝汽器(11)与冷却塔(13)相连，冷却塔(13)分别与1号变频循泵入口电动阀(14)、2号工频循泵入口电动阀(17)、3号变频循泵入口电动阀(20)、4号工频循泵入口电动阀(23)相连；1号变频循泵入口电动阀(14)与1号变频循泵(15)相连，随后与1号变频循泵出口电动阀(16)相连；2号工频循泵入口电动阀(17)与2号工频循泵(18)相连，随后与2号工频循泵出口电动阀(19)相连；3号变频循泵入口电动阀(20)与3号变频循泵(21)相连，随后与3号变频循泵出口电动阀(22)相连；4号工频循泵入口电动阀(23)与4号工频循泵(24)相连，随后与4号工频循泵出口电动阀(25)相连；1号变频循泵出口电动阀(16)、2号工频循泵出口电动阀(19)、#1凝汽器循环水入口电动阀(27)与循环水母管联络电动阀门(26)相连，随后与3号变频循泵出口电动阀(22)、4号工频循泵出口电动阀(25)、#2凝汽器循环水入口电动阀(28)相连；#1凝汽器循环水入口电动阀(27)与#1凝汽器(5)相连，#2凝汽器循环水入口电动阀(28)与#2凝汽器(11)相连；
#1燃机(1)、#1汽轮机(4)、#2燃机(7)、#2汽轮机(10)分别与机组出力读入模块(29)输入端相连，随后机组出力读入模块(29输出端分别与微增功率计算模块(30)、背压计算模块(31)的输入端相连；#1凝汽器真空度测量器(32)、#2凝汽器真空度测量器(33)、#1凝汽器进口循环水温度传感器(34)、#1凝汽器出口循环水温度传感器(35)、#2凝汽器进口循环水温度传感器(36)、#2凝汽器出口循环水温度传感器(37)、循泵特性计算模块(38)分别与背压计算模块(31)输入端相连，随后背压计算模块(31)输出端与微增功率计算模块(30)输入端相连；1号变频循泵(15)、2号工频循泵(18)、3号变频循泵(21)、4号工频循泵(24)与循泵特性计算模块38)输入端相连；微增功率计算模块(30)、循泵特性计算模块(38)的输出端与最优工况控制模块(39)输入端相连，随后最优工况控制模块(39)输出端分别与1号变频循泵(15)、2号工频循泵(18)、3号变频循泵(21)、4号工频循泵(24)相连。
2.权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法，其特征在于：
#1燃机(1)燃烧作功后的高温烟气送入#1余热锅炉(3)，将#1给水泵(2)的高压给水加热至高温高压蒸汽，从而送入#1汽轮机(4)中作功，随后通过#1凝汽器(5)将汽轮机排汽冷凝成水，冷凝水经过#1给水泵(2)增压送入#1余热锅炉(3)进行换热，#1真空泵(6)抽出#1凝汽器(5)内的空气和不凝结气体保证汽轮机效率；#2燃机(7)燃烧作功后的高温烟气送入#2余热锅炉(9)，将#2给水泵(8)的高压给水加热至高温高压蒸汽，从而送入#2汽轮机(10)中作功，随后通过#2凝汽器(11)将汽轮机排汽冷凝成水，冷凝水经过#2给水泵8增压送入#2余热锅炉(9)进行换热，#2真空泵(12)抽出#2凝汽器(11)内的空气和不凝结气体保证汽轮机效率；1号变频循泵(15)、2号工频循泵(18)将冷却塔(13)冷却后的循环水增压，分别流经1号变频循泵入口电动阀(14)和1号变频循泵出口电动阀(16)、2号工频循泵入口电动阀(17)和2号工频循泵出口电动阀(19)；随后循环水汇总后流经#1凝汽器循环水入口电动阀(27)，送入#1凝汽器(5)中冷却汽轮机排汽，随后送入冷却塔(13)冷却；3号变频循泵(21)、4号工频循泵24将冷却塔(13)冷却后的循环水增压，分别流经3号变频循泵入口电动阀(20)和3号变频循泵出口电动阀(22)、4号工频循泵入口电动阀(23)和4号工频循泵出口电动阀(25)，随后循环水汇总后流经#2凝汽器循环水入口电动阀(28)，送入#2凝汽器(11)中冷却汽轮机排汽，随后送入冷却塔(13)冷却；#1机组的循环水系统和#2机组的循环水系统通过循环水母管联络电动阀门(26)的开启或关闭进行连通或断开，从而实现多循泵协调调度控制；
将#1燃机(1)和#2燃机(7)的实发燃机出力、#1汽轮机(4)和#2汽轮机(10)的实发汽轮机出力送入机组出力读入模块(29)，将循泵特性计算模块(38)计算获得的循环水流量、#1凝汽器真空度测量器(32)和#2凝汽器真空度测量器(33)测量的两台机组背压、#1凝汽器进口循环水温度传感器(34)和#1凝汽器出口循环水温度传感器(35)测量的#1循环水进出口水温、#2凝汽器进口循环水温度传感器(36)和#2凝汽器出口循环水温度传感器(37)测量的#2循环水进出口水温送入到背压计算模块(31)计算获得计算后的背压；随后将机组出力读入模块(29)采集的#1、#2机组的燃机出力、汽机出力和背压计算模块(31)计算后的背压送入微增功率计算模块(30)计算获得两台机组不同背压、不同机组出力下的微增功率；1号变频循泵(15)的转速信号和进出口水压信号、2号工频循泵(18)启停、3号变频循泵(21)转速信号和进出口水压信号、4号工频循泵(24)启停送入循泵特性计算模块(38)，依据不同循泵组合试验特性曲线插值计算获得不同转速、不同循泵组合下的#1、#2凝汽器循环水流量以及循泵耗功，从而将循泵特性计算模块(38)计算获得的循环水流量送入背压计算模块(31)计算，将循泵特性计算模块(38)计算获得的循泵耗功和微增功率计算模块(30)计算获得的微增功率送入最优工况控制模块(39)计算，获得最优的循泵组合方式和变频循泵转速指令，并下发至1号变频循泵(15)、2号工频循泵(18)、3号变频循泵(21)、4号工频循泵(24)，从而完成多循泵协调调度控制。
3.根据权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法，其特征在于：微增功率计算模块(30)计算不同背压、不同机组出力下的微增功率，具体如下：
利用机组不同出力下的微增功率试验获得的实验数据以及制造厂给出的排汽压力对机组出力的修正曲线，获得燃机-蒸汽联合循环不同机组出力工况下微增功率与背压的关系曲线，利用机组燃机出力NGT、汽机出力NT及背压Pk输入，计算出机组微增功率。微增出力与机组出力、背压的关系曲线表达式如下所示：
ΔNT＝f1(NGT,NT,Pk)
式中：ΔNT为机组微增功率/kW；NGT为燃机出力/kW；NT为汽机出力/kW；Pk为背压/kPa。
4.根据权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法，其特征在于：背压计算模块(31)计算不同流量下对应的背压，具体如下：
由实验数据以及制造厂给出的凝汽器特性曲线可以得出当前循环水进口温度、凝汽器热负荷条件下，背压与循环水流量之间的关系，计算出当前工况下的背压，并根据当前实测背压进行修正曲线，从而计算循环水流量变化时对应的背压：
Pk＝f2(Nn,tin,Q)
式中：Nn为凝汽器热负荷/kW；tin为循环水进口温度/℃；Q为循环水流量/m3·s-1。
5.根据权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法，其特征在于：循泵特性计算模块(38)计算不同转速和循泵运行组合下对应的循泵耗功及循环水流量，具体如下：
由实验数据以及制造厂给出的循泵特性曲线，获得不同循泵组合模式下的特性曲线，包括转速-流量-扬程三者之间的关系、转速-流量-泵耗功三者之间的关系；依据变频循泵转速及工频循泵特性曲线，结合循泵进出口压力，计算出水泵扬程，从而依据循泵特性曲线获得循环水流量以及循泵耗功；
Figure QLYQS_1
P1＝ρg(h-Z1)
式中：H为扬程/m；P2为循泵出口压力/Pa；P1为循泵进口压力/Pa；ρ为循泵进、出口水的平均密度/kg·m-3；g为重力加速度(9.81m·s-2)；Z2为循泵出口测量截面标高/m；Z1为循泵进口测量截面标高/m；V2为循泵出口管道流速/m·s-1；V1为循泵进口管道流速/m·s-1；h为冷却塔液位/m；
Qn＝f(H，n)
Wn＝f(Qn，n)
式中：n为当前循泵转速/rpm；H为循泵扬程/m；Qn为当前转速循环水流量/m3·s-1；Wn为当前转速循泵耗功/kW。
6.根据权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统的控制方法，其特征在于：最优工况控制模块(39)计算获得最优的循泵组合方式和变频循泵转速指令，具体如下：
不同循泵组合方式和变频循泵转速下，通过循泵特性计算模块38和微增功率计算模块30获得循泵耗功和机组微增功率，并通过下式计算获得最优工况：
Best(Mi，n1i，n3i)＝MAX(ΔNTi-Wni)
式中：Best为最优工况；MAX为最大值；Mi为第i个循泵组合模式；n1i为第i个工况下1号变频循泵转速/rpm；n3i为第i个工况下3号变频循泵转速/rpm；Wni为第i个工况下循泵耗功/kW；ΔNTi为第i个工况下机组微增出力/kW。
CN202111308355.3A 2021-11-05 2021-11-05 燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法 Active CN114017150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111308355.3A CN114017150B (zh) 2021-11-05 2021-11-05 燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111308355.3A CN114017150B (zh) 2021-11-05 2021-11-05 燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114017150A CN114017150A (zh) 2022-02-08
CN114017150B true CN114017150B (zh) 2023-03-17

Family

ID=80061460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111308355.3A Active CN114017150B (zh) 2021-11-05 2021-11-05 燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114017150B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008109457A (ru) * 2008-03-11 2009-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университе Парогазовая установка электростанции

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826793B (zh) * 2009-03-03 2012-08-29 天津市睿芯隆科技有限公司 能源转换控制器
US8955322B2 (en) * 2012-03-05 2015-02-17 Ormat Technologies Inc. Apparatus and method for increasing power plant efficiency at partial loads
CN107420142B (zh) * 2017-05-15 2019-03-19 西安热工研究院有限公司 一种基于变频循泵的汽轮机冷端优化运行控制方法
CN109298690B (zh) * 2018-09-25 2020-09-01 浙江浙能技术研究院有限公司 一种开式循环水冷端系统优化控制方法
CN111058911B (zh) * 2019-11-27 2022-08-05 河北涿州京源热电有限责任公司 基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法
CN111396301A (zh) * 2020-05-10 2020-07-10 西安热工研究院有限公司 一种海边电厂循环水泵双变频节能控制系统及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008109457A (ru) * 2008-03-11 2009-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университе Парогазовая установка электростанции

Also Published As

Publication number Publication date
CN114017150A (zh) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109798157B (zh) 一种用于热电机组电力调峰的凝抽背耦合抽汽集成系统及其运行方法
CN112283068A (zh) 一种压缩空气储能供能装置
CN109322716B (zh) 燃气蒸汽联合循环高背压供热机组及换转子不停燃机方法
CN110566295B (zh) 基于全厂电、热负荷协同调度的双机组耦合调峰方法及装置
CN108412558B (zh) 一种汽轮发电机组智能经济运行系统
CN111058911A (zh) 基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法
CN111396301A (zh) 一种海边电厂循环水泵双变频节能控制系统及方法
CN202417632U (zh) 一种共用辅机系统的能量回收汽轮机发电及驱动压缩机组
CN110821588A (zh) 基于循环水温度的发电机组背压控制方法及循环水系统
CN108023360B (zh) 基于热电错峰和热网储热的参与电网调峰热电厂和调峰方法
CN111206970B (zh) 一种火电厂利用射汽抽汽器的调峰系统及控制方法
CN103363564A (zh) 提高低品位蒸汽热能利用效率的节能供热系统及供热方法
CN111663972A (zh) 一种置于二次再热机组高效供热系统
CN114017150B (zh) 燃气-蒸汽联合循环机组多循泵协调调度控制系统及方法
CN201539879U (zh) 模糊-pid复合控制的回转式空气预热器转子变速运行系统
CN215057621U (zh) 一种基于双馈系统的湿冷机组给水和凝结水优化协同系统
CN113091112B (zh) 低背压切缸与压缩式热泵结合的热电解耦系统
CN211230570U (zh) 基于循环水温度的发电机组背压控制循环水系统
CN214170638U (zh) 燃气轮机进气温度控制装置
CN113324423A (zh) 一种具有发电功能的循环水冷却系统
CN201671663U (zh) 一种能量回收热电动三联产三机同轴汽轮驱动机组
CN214660930U (zh) 一种适用于间接空冷机组循环水系统的窄化调速系统
CN221032770U (zh) 一种低参数高转速中间再热汽轮机发电系统
CN213990146U (zh) 一种提高火力发电机组agc响应能力的系统
CN216281671U (zh) 一种热电联产机组的热网循环水系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant